Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ny optisk sensor kan avgjøre om molekylene er igjen eller høyre 'overlevert'

Anonim

Et universitet i Central Florida-teamet har designet en nanostrukturert optisk sensor som for første gang effektivt kan oppdage molekylær chiralitet - en egenskap av molekylær romlig vri som definerer sine biokjemiske egenskaper.

annonse


Å bestemme kirurgi er avgjørende for ny medisinutvikling.

Tenk på molekyler som å ha små hender. De er ikke identiske, men de tjener nesten uforståelige funksjoner. Du kan grep, klemme, slå og åpne hendene dine, uansett om du bruker venstre eller høyre hånd. Men når du kommer til noen funksjoner, for eksempel å skrive, betyr det noe om du har høyrehendt eller venstrehåndet.

Forskere har slitt seg for å avgjøre om molekyler har unike venstre- eller høyrefunksjoner fordi deres fysiske egenskaper som lengde, vekt, tetthet, elastisitet, etc. synes å være identiske.

UCFs NanoScience Technology Center Lektor Debashis Chanda og Ph.D. student Abraham Vazquez-Guardado har funnet ut en unik måte å gjøre det på. Samspillet mellom lys og den spesialdesignede nanostrukturen de bygde, skaper et sterkt chiralt lysfelt - kalt superchiralt lys. En slik nanostruktur har ingen geometrisk chiralitet, men det skaper to motsatte lyskiraliteter (venstre eller høyre) på etterspørsel. Når lys og materiellets chiralitetsmatch, akkurat som håndskakking med høyre hånd, skjer vellykket identifikasjon. Derfor har dette roterende lysfeltet muligheten til å sonde og identifisere ethvert chiralt molekyl som stoffer, proteiner eller DNA. Lysfeltet lar forskeren se de små hendene, så å si.

"Detekteringen av chiralitet er viktig i narkotikautviklingsbransjen, der nylig syntetiserte chirale legemidler har tohånds tråder og alltid dannes med samme sannsynlighet under synteseprosessen, " sa Chanda. "Mens en chiral streng utgjør det aktive elementet i stoffet, kan dets motsatte vise seg å være giftig eller gi skadelige bivirkninger. Derfor spiller farmakologisk og toksikologisk karakterisering av chiralitet en avgjørende rolle i legemiddelindustrien og FDA-godkjenningsprosessen. "

Ved å kunne oppdage chiralitet på dette nivået, vil forskere få en bedre måte å identifisere hva som kan forårsake dårlige bivirkninger eller kanskje finne steder å laste opp livreddende stoffer.

I denne foreløpige studien demonstrerte UCF-teamet en sensitivitet for følsomhet på følsomheten som er fire ganger høyere enn den konvensjonelle teknikken, men uten den omfattende og kjedelige prøvepreparasjonen og ved mye lavere prøvevolum.

Den eneste optiske elementet tynnfilm-chiralitetssensoren, når den er produsert basert på lavpris og stor nanoimprintingsteknikk, vil uhyre nytte legemiddeldesign og protein-konformasjon identifikasjon, begge av største betydning for behandling og forståelse av flere sykdommer, tilføyde Chanda.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Central Florida . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Abraham Vázquez-Guardado, Debashis Chanda. Superchiral Light Generation på Degenerate Achiral Surfaces . Fysisk gjennomgangstavler, 2018; 120 (13) DOI: 10.1103 / PhysRevLett.120.137601